سد روكسبورغ

يُعدّ سد روكسبيرغ أقدم مشاريع الطاقة الكهرومائية الكبيرة في النصف الجنوبي من الجزيرة الجنوبية لنيوزيلندا . يقع السد على نهر كلوثا/ماتا-أو ، على بُعد حوالي 160 كيلومترًا (99 ميلًا) من مدينة دنيدن ، وحوالي 9 كيلومترات (5.6 ميلًا) شمال بلدة روكسبيرغ . تقع قرية بحيرة روكسبيرغ بالقرب من الحافة الغربية للسد.  

تاريخ

تطوير

في عام ١٩٤٤، قدّرت إدارة الطاقة الكهرومائية الحكومية أنه حتى مع محطات توليد الطاقة قيد الإنشاء آنذاك، لن تتمكن من تلبية الطلب المتوقع على الطاقة في الجزيرة الجنوبية إلا حتى عام ١٩٥٠ أو ١٩٥١، وأن هناك حاجة إلى محطة توليد طاقة كبيرة جديدة. وحددت دراسات تفصيلية أجرتها إدارة الأشغال العامة بديلين: بلاك جاك بوينت على نهر وايتكي (حيث بُنيت محطة بنمور لتوليد الطاقة لاحقًا)، وروكسبيرغ جورج على نهر كلوثا. وتميزت محطة توليد الطاقة في بحيرة روكسبيرغ بكونها أقرب إلى المناطق النائية، وتتطلب دراسات جيولوجية أقل، ونصف كمية المواد اللازمة لإنتاج نفس كمية الطاقة، ومناخًا أفضل لإجراء أعمال البناء، وهي اعتبارات بالغة الأهمية في ظل النقص الحاد في العمالة والأسمنت. [ ٣ ]

أظهرت السجلات التاريخية أن التدفق طويل الأجل للنهر كان 500 متر مكعب /ثانية (17,650 قدم مكعب /ثانية)، وأنه من الممكن التحكم في تدفق يبلغ 420 متر مكعب /ثانية (15,000 قدم مكعب /ثانية) عبر محطة توليد الطاقة. وقدّر المصممون أنه بكفاءة إجمالية تبلغ 85%، سيبلغ متوسط ​​الإنتاج 160 ميغاواط، وبافتراض معامل قدرة سنوي قدره 50%، يمكن للمحطة توليد طاقة قصوى تبلغ 320 ميغاواط. [ 3 ]      

يتغذى نهر كلوثا من بحيرات هاويا وواكاتيبو وواناكا . كانت هناك بوابات تحكم قائمة بالفعل على نهر كاواراو عند مصب بحيرة واكاتيبو، فتقرر التحكم في تدفق المياه من البحيرات المتبقية. بعد إجراء دراسة ، تبين أن ظروف التربة غير مناسبة في بحيرة وااكا، ولذلك تم إنشاء بنية تحكم جديدة في بحيرة هاويا فقط. تم تشغيل هذه البنية عام ١٩٥٨، وتتكون من أربع بوابات شعاعية داخل سد ترابي. رفع السد مستوى البحيرة، ويوفر حاليًا سعة تخزين تبلغ حوالي ٢٩٠ جيجاواط/ساعة.

في ديسمبر 1947، وافقت حكومة حزب العمال على خطط لبناء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية على نهر كلوثا. في البداية، كان من المقرر تركيب ثلاث وحدات توليد فقط، كل منها بقدرة 40 ميغاواط، على أن تصل القدرة الإجمالية المخططة للمحطة إلى 320 ميغاواط. يمر نهر كلوثا بين ألكسندرا وروكسبيرغ عبر وادٍ عميق، مما وفر عدة مواقع مناسبة لإنشاء محطة توليد الطاقة. حددت الدراسات خمسة مشاريع بديلة في موقع بليزانت فالي، ومشروعًا واحدًا في موقع تامبلينز أورتشارد. في البداية، تم تفضيل الموقع رقم 4 في بليزانت فالي، الذي يقع على بعد حوالي 2.4 كيلومتر (1.5 ميل) أعلى مجرى تامبلينز أورتشارد. إلا أن دراسات التصميم التفصيلية اللاحقة وجدت أن موقع تامبلينز أورتشارد في كول كريك، حيث يخرج النهر من وادي روكسبيرغ بالقرب من بلدة روكسبيرغ، يوفر أعلى مستوى ممكن من منسوب المياه، وبالتالي أعلى إنتاجية للطاقة، بالإضافة إلى ظروف أفضل للمياه المتدفقة، وأفضل سهولة في الوصول، كما أنه الأقرب إلى مواقع مناسبة لكل من أعمال البناء والقرى الدائمة. 

في مارس 1949، التزمت الحكومة ببناء مشروع في تامبلينز أورشارد، ووُضعت خططٌ لتمكين بدء العمل على قناة التحويل في يونيو 1949. [ 4 ] في أكتوبر 1949، وبناءً على طلب وزارة الأشغال والتنمية ، زار جون لوسيان سافاج الموقع وقدّم المشورة بشأن خيارات التصميم المقترحة. وبينما كان السد الترابي أنسب لموقع وادي بليزانت الأوسع، وبعد دراسة خياراتٍ متعددة، تقرر في أكتوبر 1950 أنه نظرًا للطبيعة الجيولوجية في تامبلينز أورشارد، سيكون السد الخرساني الصلب ذو الجاذبية أكثر ملاءمة. [ 4 ] ومن الاعتبارات الأخرى أن وزارة الأشغال والتنمية كانت لديها خبرة محدودة في بناء السدود الترابية، وأن مهندسيها الوحيدين ذوي الخبرة اللازمة كانوا يعملون في محطة كوب لتوليد الطاقة .

استندت العديد من قرارات التصميم إلى نتائج الدراسات التي أجريت في الفترة من 1949 إلى 1954 على نموذج مصغر للسد بمقياس 1:80 في مختبر الهيدروليكا التابع لقسم البحوث العلمية والصناعية في جريسفيلد، لوير هت .

في البداية كان المشروع يُعرف باسم مخطط كول كريك، ولكن بعد استشارة المجلس الجغرافي تم اختيار اسم روكسبورغ كاسم لمحطة الطاقة في عام 1947. [ 5 ]

بناء

بدء العمل في الموقع

كانت وزارة الأشغال العامة (MOW) هي الجهة الحكومية المسؤولة عن تصميم وبناء محطة توليد الطاقة الحكومية في نيوزيلندا. ورغم عدم حسم الجهة المسؤولة عن تصميم وبناء السد ومحطة توليد الطاقة، افترض فريتز لانغباين، كبير مهندسي وزارة الأشغال العامة، أن منظمته ستتولى التصميم، وستقوم على الأقل ببناء قناة التحويل. ولذلك، وضع خططًا لإنشاء قرية للعمال، وفي يوليو 1949، أمر وزارة الأشغال العامة ببدء أعمال حفر قناة التحويل. بلغ طول هذه القناة في نهاية المطاف 610 أمتار (2000 قدم) ، وعرضها 30 مترًا (100 قدم) ، وعمقها 21 مترًا (70 قدمًا) ، مما استلزم إزالة 195,000 متر مكعب (255,000 ياردة مكعبة ) من المواد. [ 6 ] [ 7 ]         

وبحلول نهاية عام 1950، كان يتم توظيف 720 عاملاً في الموقع. [ 8 ]

قرية البناء

في عام ١٩٤٧، ولتوفير السكن للعمال، أنشأت وزارة الأشغال العامة أولًا معسكرًا للعزاب ومطبخًا على الضفة الغربية للنهر. وفي عام ١٩٥٠، بدأ العمل على بناء ١٠٠ منزل للعمال. وفي العام التالي، بدأ بناء قاعة تابعة لجمعية الشبان المسيحية، ومتاجر، ومستشفى، ومساكن للممرضات، بالإضافة إلى ٢٢٥ منزلًا آخر. وفي نهاية المطاف، توسعت القرية لتضم ٧٢٤ منزلًا، بالإضافة إلى نُزُل يتسع لـ ٩٠ سريرًا، ومدرسة ابتدائية تتسع لـ ٦٠٠ طفل، وسينما، وقاعة اجتماعية، و١٧ متجرًا، وثلاث كنائس، ومبنى لفرقة الإطفاء والإسعاف، وأربعة ملاعب تنس، ومسبح، وشبكة صرف صحي. علاوة على ذلك، كان هناك أربعة معسكرات للعزاب (اثنان على الضفة الشرقية واثنان على الضفة الغربية) تضم ما مجموعه ١٠٠٠ كوخ. وقد بلغت تكلفة هذه المرافق ٢,٢٤١,٩٢٥ جنيهًا إسترلينيًا نيوزيلنديًا. [ ٩ ]

نظراً لأن شبكة مجلس الطاقة الكهربائية المركزي في أوتاغو لم تستطع توفير طاقة كافية للقرية والمشروع، قامت الحكومة ببناء محطة طاقة مؤقتة تحتوي على مولدين ديزل بقدرة 1  ميغاواط ومولد ديزل واحد بقدرة 0.4  ميغاواط، وذلك لتكملة الإمداد.

نقل المواد والمعدات

في مايو 1946، عقدت إدارة الأشغال العامة وإدارة السكك الحديدية النيوزيلندية اجتماعًا لتحديد ما يلزم لنقل المواد إلى الموقع المقترح لمحطة توليد الطاقة. وكانت الأحمال الرئيسية المرتبطة بوحدات التوليد الأربع الأولى كما يلي: ثلاثة عشر محولًا للمولدات، يزن كل منها 39.5  طنًا (40.1  طنًا متريًا)، وطوله 15  قدمًا و6 بوصات (4.72  مترًا)، وارتفاعه 10  أقدام و4 بوصات (3.15 مترًا)،  وعرضه 8 أقدام وبوصتين (2.49 مترًا)؛ وأربعة وعشرون قسمًا من الأجزاء الثابتة؛ يزن كل منها حوالي 19 طنًا (19.3  طنًا متريًا) إجمالاً، وأبعاده 14  قدمًا و9 بوصات (4.5 مترًا) × 9  أقدام وبوصة واحدة (2.77 مترًا) × 6  أقدام (1.83 مترًا)؛ أربعة أعمدة وألواح دفع، وزن كل منها 33.5 طن (34  طنًا) إجماليًا،  طولها 6.1 متر (20 قدمًا) وعرضها  1.98 متر (6 أقدام و6 بوصات) وارتفاعها  2.39 متر (7 أقدام و10  بوصات)؛ أربعة عجلات توربينية، وزن كل منها 25.4 طنًا (25 طنًا)،  قطرها 3.91 متر (12 قدمًا و10 بوصات)، وارتفاعها  متران (6 أقدام و7  بوصات)؛ أربعة حوامل محامل سفلية للمولد، وزن كل منها 20.3 طنًا  إجماليًا،  أبعادها 3.66 متر (12 قدمًا) × 3.66 متر (12  قدمًا) ×  1.85 متر (6 أقدام وبوصة واحدة  ). [ 10 ]

كان المسار الأقصر عبر خط روكسبيرغ الفرعي إلى محطته النهائية في روكسبيرغ. إلا أن هذا الخط كان يعاني من انحدار حاد بنسبة 1 إلى 41 وخمسة منحنيات طولها 100.6 متر، مما يحد من حمولة القاطرة إلى 180 طنًا. [ 11 ] كما أن وجود أربعة أنفاق، بما فيها نفقا مانوكا وراوند هيل، على طول الخط، كان يحد من حجم البضائع المنقولة، مما دفع إلى التفكير في توسيعها. [ 1 ] إلا أن هذا كان سيكلف الكثير ويقيد استخدام الخط أثناء تنفيذه. وكبديل، تم دراسة إمكانية تمديد خط تابانوي الفرعي من محطته النهائية في إيديفيل عبر نفق وبعض الحفريات الطينية في تلال دنروبين إلى نهر كلوثا، حيث يمكن ربطه بخط روكسبيرغ الفرعي. وفي النهاية، تقرر استخدام خط روكسبيرغ الفرعي لنقل جميع مواد البناء والمعدات الصغيرة كلما أمكن ذلك. نُقلت هذه القطارات على الخط الجنوبي الرئيسي إلى ميلتون، حيث حُوّلت إلى فرع روكسبيرغ الذي نقلها إلى روكسبيرغ، ومن هناك نُقلت براً إلى محطة توليد الطاقة. وقد نُظر في إمكانية تمديد الخط إلى موقع الإنشاء، لكن لم يُنفذ هذا المشروع لصعوبة تجاوز الطرف الشرقي لجسر روكسبيرغ المعلق القائم. [ 1 ] ولتحسين قدرة الخط على استيعاب القطارات، أُجريت بعض التعديلات على المنحنيات بالقرب من راوند هيل. [ 11 ]

نظراً لمحدودية قدرة الطرق القائمة على تحمل الأحمال بسبب الجسور في هينلي (على الطريق السريع رقم 1) وبومونت (على الطريق السريع رقم 8)، فقد تقرر استخدام خط سكة حديد وايكاكا الفرعي ، لعدم وجود أنفاق ضيقة فيه، لنقل المعدات الثقيلة ذات الأبعاد غير القياسية ، مثل عجلات التوربينات وأقواس المحامل السفلية. نُقلت هذه المعدات على الخط الجنوبي الرئيسي من ميناء بلاف إلى تقاطع ماكناب، ثم عبر خط وايكاكا الفرعي إلى محطته النهائية في وايكاكا. ومن هناك، نُقلت براً إلى محطة توليد الطاقة باستخدام ناقلة متخصصة. [ 11 ] وقد ساعد ذلك في عملية النقل من السكك الحديدية إلى الطرق، كما تم تركيب رافعة جسرية رباعية الأعمدة بسعة 30 طناً (30.5 طن) في محطة سكة حديد وايكاكا لتسهيل عملية النقل. [ 10 ] جرى تحسين الطريق بين روكسبيرغ وموقع البناء، وشُيّد جسر ثانٍ فوق نهر تيفوت على الضفة الشرقية لنهر كلوثا لدعم الجسر القائم. وفي موقع البناء، تم تركيب جسر بيلي أحادي المسار بطول 67 مترًا (220 قدمًا ) وقدرة تحمل تبلغ 24 طنًا (24.4 طنًا متريًا) عام 1949 لتوفير منفذ لعبور النهر. [ 1 ]  

استُخدمت الأخشاب في بناء محطة توليد الطاقة والقرية، حيث جُلبت من مطحنة كونيكال هيلز في تاباوني، ونُقلت عبر فرع تاباوني إلى خط السكة الحديد الرئيسي الجنوبي، الذي ربطها بخط روكسبيرغ الفرعي. وفي ذروة الإنتاج،  كان يُنقل ما بين 15,000 و20,000 قدم من الأخشاب يوميًا بالسكك الحديدية.

في محطة سكة حديد روكسبيرغ، أقامت إدارة الأشغال العامة صوامع لتخزين 50,000 طن من الإسمنت سنويًا، والتي كان من المتوقع استهلاكها في ذروة المشروع، بالإضافة إلى رافعة جسرية سداسية الأقطاب بسعة 60 طنًا (61 طنًا) [ 10 ]. كان من المتوقع أن تبدأ شحنات الإسمنت السائب في منتصف عام 1953، وبحلول يوليو من ذلك العام، كانت تُشحن كميات تتراوح بين 600 و1100 طن أسبوعيًا. وبحلول يوليو 1955، انخفض الطلب إلى 800 طن أسبوعيًا، مع توقف شحن الإسمنت في نوفمبر 1956 [ 11 ] . وبحلول أبريل 1956، كانت شركة ميلبورن قد زودت 105,000 طن من الإسمنت، مع بقاء 10,000 طن أخرى متبقية لاستكمال المشروع.

كانت شركة السكك الحديدية النيوزيلندية (NZR) تُسيّر قطارات سياحية بين الحين والآخر من مدينتي دنيدن وكرايستشيرش. وبلغت تكلفة تذكرة ذهاب وعودة شاملة للقطار والحافلة من دنيدن إلى موقع محطة توليد الطاقة 16 شلنًا. [ 11 ]

حيثما أمكن، تم شحن المعدات عبر خط سكة حديد دنيدن-روكسبيرغ إلى روكسبيرغ، ومن هناك نُقلت براً إلى محطة توليد الطاقة. على سبيل المثال، نُقلت المحولات بالسكك الحديدية من ميناء تشالمرز إلى روكسبيرغ على عربات نقل البضائع سعة 40 طنًا، ثم نُقلت إلى موقع محطة توليد الطاقة على ناقلة دبابات من طراز روجرز سعة 40 طنًا. [ 10 ] وسلكت أجزاء الجزء الثابت والأعمدة مسارًا مشابهًا. [ 10 ]

بسبب وجود خط سكة حديد فرع وايكاكا ، والأنفاق الأكبر حجماً ، تم نقل عجلات التوربينات وأقواس المحامل السفلية للمولدات عبر هذا الخط. ومن محطة وايكاكا، تم نقلها براً إلى محطة توليد الطاقة باستخدام ناقلة متخصصة.

عرض غير مرغوب فيه

أدركت وزارة الأشغال وجود نقص في الكوادر الهندسية والتصميمية اللازمة لتنفيذ مشروع بناء محطات الطاقة الضخم الذي التزمت به الحكومة في الجزيرتين الشمالية والجنوبية. وكان فريتز لانغباين يعتقد أنه في حال استقدام ألف عامل من الخارج، ستتمكن وزارة الأشغال من إنجاز المشروع بأكمله داخلياً بحلول عام ١٩٥٤. [ ١٢ ]

في مايو 1949، أقرت الحكومة على مضض باحتمالية الاستعانة بمقاولين أجانب لتنفيذ برنامج البناء المخطط له. وقد أدى هذا الإقرار إلى تلقي عرض غير مطلوب من تحالف بريطاني يضم شركة المقاولات الهندسية المدنية ريتشارد كوستين، وشركة تصنيع المعدات الكهربائية والمقاولات إنجلش إلكتريك، وشركة إنسوليتد كاليندر للكابلات، لتصميم وبناء محطة روكسبيرغ ومحطات توليد الطاقة الأخرى في نيوزيلندا. [ 12 ]

كان لدى وزارة الأشغال تحفظات بشأن عدم وجود تاريخ إنجاز مضمون، والصعوبات المتعلقة بتقسيم المسؤولية إذا تولى التحالف كلاً من التصميم والبناء، واحتمالية أن تكون التكلفة أعلى مما لو تم طرح مناقصات تنافسية، وأن ذلك قد يمنح التحالف احتكارًا للمشاريع المستقبلية ذات الطبيعة المماثلة.

لم ترغب إدارة الطاقة الكهرومائية الحكومية في أن تقتصر على مُصنِّع واحد للمعدات الكهربائية، كما رأت في العرض تهديدًا لموظفيها العاملين في مجال إنشاء خطوط النقل. ونظرًا لهذه المخاوف، ورغبةً منها في تجنب استنزاف الأموال الخارجية الثمينة، رُفض العرض رسميًا في سبتمبر 1949 من قِبَل وزير المالية في حكومة حزب العمال. [ 13 ]

في غضون ذلك، استمر العمل في الموقع لإكمال قرية البناء وإنشاء قناة التحويل. إلا أن التقدم كان بطيئاً، حيث لم يكن من المتوقع اكتمال التحويل حتى عام 1953 بدلاً من الموعد المخطط له في عام 1951.

دعوة لتقديم العطاءات لتنفيذ مشروع بناء السد

في عام ١٩٤٩، عيّنت الحكومة الوطنية المنتخبة حديثًا، والتي كانت تُفضّل أيديولوجيًا القطاع الخاص، ستان غوسمان وزيرًا للأشغال العامة ووزيرًا لإدارة الطاقة الكهرومائية بالولاية. وبحلول عام ١٩٥١، بلغت التأخيرات المتوقعة في المشروع حدًا خطيرًا استدعى انتقادات من هيئة الإمداد الكهربائي. وإدراكًا منه لنقص الطاقة، وقلة موارد الحكومة اللازمة لإتمام مشاريع الطاقة الكهرومائية الأخرى، فضلًا عن مشروع روكسبيرغ نفسه، أعلن غوسمان في ٢٥ سبتمبر ١٩٥١ عن طرح مناقصات للأطراف المهتمة لتنفيذ الأعمال المدنية للمشروع.

تطلّب ذلك إعداد وثائق المناقصة والمواصفات بسرعة من قِبل فريق التصميم الحكومي الذي يعاني من نقص في الموظفين. وكان أمام مقدمي العطاءات خياران: إما تقديم عروضهم بناءً على قائمة الكميات، أو بتحديد "تكلفة تقديرية مستهدفة" بالإضافة إلى رسوم بنسبة 4%. في هذا النوع من العقود، تتكفل الحكومة بجميع التكاليف، ويحصل المقاول على رسوم بنسبة 4% من إجمالي التكلفة حتى الوصول إلى التكلفة التقديرية المستهدفة. وفي حال اختلاف التكلفة عن التكلفة التقديرية، يُضاف أو يُخصم 25% من قيمة هذا الاختلاف من الرسوم.

تضمن "شرط عدم الخسارة" أنه في حال تجاوزت التكاليف الحد المسموح به، يحق للمقاول خسارة كامل أتعابه، لكنه لن يتكبد أي خسائر أخرى، باستثناء تلك الناجمة عن عدم الالتزام بمواعيد التسليم المتفق عليها. وقد تم استلام ثمانية عروض، ثلاثة منها بأسعار ثابتة مع قائمة كميات، أما البقية فكانت عبارة عن تقديرات مستهدفة. وقدّرت وزارة الأشغال أن تكلفة العمل ستبلغ 10,198,000 جنيه إسترليني، وكان متوسط ​​تكلفة سبعة من مقدمي العروض 10,068,838 جنيه إسترليني. [ 12 ] وكان أقل عرض هو 7,441,2419 جنيه إسترليني من شركة هولاند، هانين وكوبيتس الإنجليزية. وقد كلّفت الحكومة شركة سير ألكسندر جيب وشركائه في لندن بتقييم قدرة مقدمي العروض على تنفيذ العمل.

بعد مفاوضات مع شركة هولاند، هانين وكوبيتس الإنجليزية، التي انضم إليها المهندس كونراد زشوك ، تم استلام عرض مُعدَّل، وبناءً عليه، مُنح عقد بقيمة تقديرية مستهدفة قدرها 8,289,148 جنيهًا إسترلينيًا ورسوم بنسبة 4% قدرها 331,566 جنيهًا إسترلينيًا في 25 يوليو 1952. [ 12 ] تضمن العقد بندًا ينص على مكافأة قدرها 350,000 جنيه إسترليني للإنجاز المبكر. كما نص على غرامة للتأخير في تقسيم النهر، وغرامة قدرها 1000 جنيه إسترليني عن كل يوم بعد يوليو 1955 لم تكن فيه محطة توليد الطاقة جاهزة للتشغيل. [ 14 ] كان الموعد المستهدف للإنجاز هو 1 يونيو 1955.

بحلول أواخر أغسطس/آب 1952، أنجزت وزارة الأشغال خطي نقل الخرسانة بالكابلات لنقلها إلى موقع العمل. ولتصنيع الخرسانة في الموقع، اشترت الوزارة محطة خلط خرسانة من طراز جونسون، كانت قد استخدمتها البحرية الأمريكية في إعادة بناء بيرل هاربر بعد الهجوم الياباني عام 1941. ودخلت المحطة حيز التشغيل في أوائل أبريل/نيسان 1953. وبعد اكتمال مشروع روكسبيرغ، نُقلت المحطة أولًا إلى محطة بنمور لتوليد الطاقة، ثم لاحقًا إلى محطة أفيمور لتوليد الطاقة وسد بوكاكي لخلط الركام اللازم لأنابيب التوربينات والمفيضات وغيرها من المنشآت الخرسانية.

قام التحالف بشراء 82 مهندسًا ومشرفًا وموظفًا إداريًا و322 عاملًا من الخارج للمشروع، وتولى الجوانب المدنية من وزارة الأشغال في 29 سبتمبر 1952. [ 6 ] وبحلول هذه المرحلة، كانت وزارة الأشغال قد أكملت قناة التحويل، كما تولى التحالف هؤلاء العمال أيضًا.

قبل مشاركتهم في مشروع روكسبورغ، كانت خبرة هانين وهولاند وكوبيتس تقتصر على المباني التجارية والسكنية. أما شركة زشوك، التي تمتلك خبرة في إنشاء المنشآت الهيدروليكية، فكانت خدماتها تقتصر على الهندسة فقط، بينما تولى موظفو كوبيتس جميع المناصب الإدارية.

تتزايد المخاوف

بحلول مارس 1953، انتاب وزارة الأشغال العامة قلقٌ إزاء التقدم الذي أحرزه التحالف، ولاحظت افتقار فريق إدارته للخبرة اللازمة لبناء محطة توليد الطاقة الكهرومائية، وهو ما تجلى بوضوح في حجم أعمال إعادة البناء الكبيرة التي كانت تُجرى. ومما زاد الطين بلة، توجيه الحكومة لتوظيف عدد كبير من المهاجرين المدعومين، والذين كان لدى الكثير منهم خبرة ضئيلة في مجال البناء وإتقان محدود للغة الإنجليزية. وفي أوائل عام 1953، وعلى نفقة الحكومة، نقل التحالف 309 عمال جواً من بريطانيا العظمى.

بحلول أكتوبر 1953، بات من الواضح أن التحالف لن يفي بالموعد التعاقدي المحدد في يوليو 1955 لتوليد الطاقة الأولى. [ 15 ] وفي محاولة لتحسين سير العمل، استبدل المقاول عددًا من كبار موظفي المشروع. كما تدهورت علاقات العمل بسبب حالة عدم اليقين بشأن التغييرات الإدارية، وتخفيض ساعات العمل إلى 40 ساعة أسبوعيًا، وتأثير تجاوزات التكاليف على أجور العمال. وفي نوفمبر، طالب 200 عامل بريطاني إما بأسبوع عمل من 70 ساعة أو بتذاكر عودتهم إلى بريطانيا العظمى.

استحواذ داونرز

نظراً لضرورة فرض نظام تقنين الطاقة في الجزيرة الجنوبية عام ١٩٥٣ [ ١٦ ] بسبب نقص في توليد الكهرباء، قررت الحكومة أن التقدم البطيء لا يمكن أن يستمر، وطلبت من اثنين من مديري شركة داونر وشركاه ، وهي شركة إنشاءات نيوزيلندية كبرى، حضور اجتماع بعد يومين في منزل رئيس الوزراء الصيفي في ٢٤ أبريل ١٩٥٤. في هذا الاجتماع، الذي حضره ممثلون عن التحالف، طلبت الحكومة من أرنولد داونر وآرتش ماكلين من شركة داونر الانضمام إلى المشروع كشريك إداري بحصة ٢٥٪. بعد إنفاق ٤ ملايين جنيه إسترليني، تم إلغاء العقد الحالي، وتم الاتفاق على عقد جدول أسعار مع شركة كوبيتس زشوك داونر (التي أعيد تسميتها)، مع تحديد تاريخ إنجاز مخطط له في أواخر عام ١٩٥٦. [ ١٧ ]

ونتيجة لتشكيل هذا الاتحاد الجديد، تم تكليف أرنولد داونر بالإشراف على جميع أنشطة الموقع.

تحويل مجرى النهر

بدأت الأعمال التمهيدية لتحويل مجرى النهر بدايةً متعثرة، إذ تسببت الشحنة المتفجرة المستخدمة في منتصف يونيو لإزالة الحاجز العلوي في إتلاف السد المؤقت المصنوع من صفائح فولاذية أسفله. وقد شُيّد هذا السد المؤقت لمنع دخول المياه المحملة بمخلفات الانفجار من الحاجز العلوي إلى قناة التصريف. وفي نهاية المطاف، أُزيلت المخلفات والسد المؤقت، مما سمح بتدفق المياه بحرية في قناة التحويل.

كان من الضروري الآن إغلاق مجرى النهر لتوجيه جميع المياه إلى قناة التحويل. بلغ متوسط ​​تدفق النهر 500 متر مكعب /ثانية (17,650 قدم مكعب /ثانية) ، وبحلول شهر يونيو انخفض إلى 170 متر مكعب /ثانية (6,000 قدم مكعب /ثانية) . ولكن مع اكتمال العمل إلى مرحلة تحديد الأول من يوليو موعدًا نهائيًا لبدء عملية التحويل، ارتفع التدفق إلى 340 متر مكعب /ثانية (12,000 قدم مكعب /ثانية) . وتم تخصيص جرافات إضافية لهذه المحاولة مع ازدياد التدفق تدريجيًا إلى 420 متر مكعب /ثانية (15,000 قدم مكعب /ثانية) ، ثم إلى 510 متر مكعب /ثانية (18,000 قدم مكعب /ثانية) . [ 1 ] لو لم يُستكمل التحويل قبل ذروة تدفقات الشتاء، لكان المشروع قد تأخر ما بين تسعة واثني عشر شهرًا. [ 12 ] على الرغم من الدراسات التي أشارت إلى أن الظروف لم تكن مثالية، اتخذ أرنولد داونر قرارًا بالمضي قدمًا. وباستخدام اثنتي عشرة جرافة، تم نقل كمية كافية من التربة والصخور المتراكمة بمعدل 570 مترًا مكعبًا (750 ياردة مكعبة ) على مدار اثنتي عشرة ساعة في 1 يوليو 1954 لتحويل مجرى النهر بنجاح إلى قناة التحويل. [ 1 ] [ 8 ]                  

بعد تحويل مجرى النهر، تم بناء سدود مؤقتة أعلى وأسفل السد، وضُخّت المياه بينهما. استهلك السد المؤقت أعلى النهر 180,000 متر مكعب (240,000 ياردة مكعبة ) من المواد، بينما استهلك السد المؤقت أسفل النهر 54,000 متر مكعب (71,000 ياردة مكعبة ) من المواد. [ 1 ]      

كانت التوقعات تشير إلى العثور على الذهب في قاع النهر المكشوف، ولكن على الرغم من حصول وزارة الأشغال على ترخيص تعدين وتوظيفها اثنين من عمال مناجم الذهب ذوي الخبرة، إلا أن النتائج كانت مخيبة للآمال. [ 1 ] بمجرد جفاف الموقع، بدأت أعمال حفر أساسات الكتلة الرئيسية للسد. تم اكتشاف حفرة كبيرة مملوءة بالحصى في القناة المركزية أو "المجرى" لقاع النهر. [ 1 ] تم حفر هذا المجرى، الذي بلغ عمقه 15 مترًا (50 قدمًا) وتراوح عرضه بين 15 و30 مترًا (50 و 30 قدمًا ) ، وملؤه بمزيج من البوزولانا (الرماد المتطاير) والأسمنت أسفل السد، بينما استُخدم الخرسانة الجاهزة (Prepakt) أسفل محطة توليد الطاقة، حيث قلل ذلك من الضغط على محطة الخلط التي كانت تعمل بكامل طاقتها لتزويد كتل السد بالخرسانة.     

في يوليو 1954، استبدل داونر 20 من كبار موظفي المقاولين الذين ورثهم بأشخاص من اختياره، معظمهم من شركة موريسون كنودسن . وكان من بين التعيينات المهمة تعيين إيه آي سميثيز، مهندس إنشاءات مائية ذو خبرة واسعة من شركة موريسون كنودسن، مشرفًا على الإنشاءات. ومع وجود الإدارة الحالية، انخفض عدد العمال من 1107 عند تولي داونر المسؤولية إلى 850. وتحت إدارة داونر، تسارعت وتيرة البناء مع تحسن ملحوظ في كمية صب الخرسانة الأسبوعية. ففي الأسبوع الأول من أكتوبر 1954، تم صب 5400 ياردة مكعبة (4100 متر مكعب ) من الخرسانة، والتي ارتفعت إلى 6700 ياردة مكعبة (5100 متر مكعب ) خلال الأسبوع التالي. [ 1 ]      

بحلول مايو 1955، كان المشروع يسير وفق الجدول الزمني المحدد، حيث سبقت أعمال محطة توليد الطاقة الجدول الزمني بستة أشهر. شُيّد السد باستخدام كتل خرسانية بعرض 15 مترًا (50 قدمًا) ، تفصل بينها فتحات بعرض 1.5 متر (5 أقدام) ، مصممة بنمطين: الأول خاص بأنابيب التوربينات، ويحتوي على قسم إضافي يضم مداخل وشبكات، بالإضافة إلى منحدر سفلي لدعم أنبوب التوربينات؛ أما النمط الثاني فكان ذو منحدر أقل حدة، وعرضه العلوي يكفي فقط لإنشاء الطريق فوق السد. وبالتزامن مع أحجام الكتل، استُخدمت خلطات خرسانية مختلفة، بالإضافة إلى تمرير الماء البارد عبر أنابيب تبريد، للحفاظ على درجة حرارة الكتل عند 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت)، وبالتالي منع تشقق الخرسانة. إذ يُمكن أن يسمح التشقق بدخول الماء إلى جسم السد، مما قد يؤدي إلى ارتفاعه وعدم استقراره أثناء الزلازل. وبمجرد وصول الكتل إلى درجة حرارتها النهائية المستقرة، مُلئت الفتحات بالخرسانة.    

بعد استقرار الخرسانة في الكتلة، مُلئت اللفائف بالملاط. تم تركيب ستارة ملاط ​​للتدعيم منخفض الضغط بعمق 6.1 متر (20 قدمًا) على الجانب العلوي من السد، وامتدت إلى كلا الدعامتين لتحسين قوة الصخور أسفل السد ومنع التسربات. تم إنشاء فتحات تصريف أسفل ستارة الملاط مباشرةً، وكذلك أسفل محطة توليد الطاقة، مع تركيب 40 مقياس ضغط لتسجيل الضغط الصاعد على الهيكل.  

استُخدم ما مجموعه 700,000 ياردة مكعبة (540,000 متر مكعب ) من الخرسانة في بناء السد والمفيض، حيث استهلكت قناة تصريف المياه 600,000 ياردة مكعبة (460,000 متر مكعب ) . وكان مصدر الإسمنت في الغالب من مصنع شركة ميلبورن للجير والإسمنت في بيرنسايد (بالقرب من دنيدن) أو عن طريق السفن إلى ميناء تشالمرز. وقد أجرت شركة ميلبورن توسعة كبيرة لتوفير الإسمنت. أما الركام، فكان يُستخرج من نهر كلوثا في كوميشنرز فلات، بينما جُمعت المياه من النهر نفسه.      

قامت شركة ستيفنسون آند كوك، التابعة لشركة فليتشر هولدينغز، بتصنيع وتركيب أنابيب التوربينات، والهيكل الفولاذي لمحطة توليد الطاقة، ورافعات بوابة المفيض. نُقلت الصفائح المدرفلة لأنابيب التوربينات بالشاحنات من مصنع الشركة في ميناء تشالمرز إلى الموقع، حيث قام 80 عاملاً بتصنيعها باستخدام لحام القوس المغمور الآلي في ورشة عمل مُخصصة، ثم قاموا بتركيبها في مكانها. [ 12 ] خضعت جميع اللحامات للتصوير بالأشعة السينية أثناء التصنيع، وللتصوير الإشعاعي بعد التركيب، بالإضافة إلى اختبار الضغط، باستثناء الجزء المُغلف بالخرسانة عند المدخل. تكبدت شركة ستيفنسون آند كوك خسائر مالية في عقد أنابيب التوربينات، مما ساهم في تصفية الشركة عام 1959. [ 12 ] تولت شركة فليتشر للإنشاءات أعمال تكسية وتغطية محطة توليد الطاقة. [ 12 ]

توريد وتركيب المعدات الكهربائية

تولت إدارة الطاقة الكهرومائية الحكومية تصميم وشراء وتركيب وتشغيل المعدات الكهربائية. وطُرحت مناقصات لتوريد محطة توليد الكهرباء الرئيسية في أكتوبر 1949، وتم منح العقود في مايو 1950 بتكلفة مليون جنيه إسترليني لأول أربع وحدات توليد.

أنشأت إدارة الكهرباء الحكومية نفسها في الموقع في يونيو 1953. وتم توفير الوصول للقيام بأنشطتها لأول مرة في أغسطس 1954 وبدأ تركيب أول وحدة توليد مع وضع أول غلاف حلزوني بالخرسانة بحلول مارس 1955.

في نوفمبر، تبيّن وجود خلل في وصلات ملفات الجزء الثابت للمولدات. ولحسن الحظ، توفر وقت كافٍ لإعادة تصنيع جميع الوصلات عندما أضرب أعضاء نقابة عمال نيوزيلندا لمدة 23 يوم عمل، بدءًا من 24 نوفمبر 1955 وحتى عطلة عيد الميلاد، تضامنًا مع سائق رافعة نقابي رفض إنزال حمولة كانت تحملها رافعته عندما انطلق صفير الإنذار، الأمر الذي قدّر المقاولون أنه سيؤخر بدء ملء البحيرة لمدة شهرين. [ 18 ]

إنشاء خطوط النقل

لربط محطة توليد الطاقة الجديدة بمراكز الأحمال الرئيسية، تم أولاً إنشاء خط نقل كهربائي جديد بطول 83.69 كيلومترًا ( 52 ميلًا) بجهد 110 كيلوفولت إلى مدينة غور . ثم شرع عمال الخطوط في إنشاء خط نقل كهربائي علوي مزدوج الدائرة بطول 143.23 كيلومترًا (89 ميلًا ) بجهد 110 كيلوفولت باستخدام أبراج فولاذية شبكية إلى محطة هالفواي بوش الفرعية في مدينة دنيدن، والتي اكتملت في يوليو 1955 بتكلفة تقارب 500 ألف جنيه إسترليني.    

كان الربط الرئيسي عبارة عن خط نقل كهربائي هوائي جديد بطول 428 كيلومترًا (266 ميلًا) بجهد 220 كيلوفولت، أحادي الدائرة، بُني باستخدام أبراج فولاذية شبكية، من روكسبيرغ إلى محطة فرعية جديدة في إزلنغتون على مشارف كرايستشيرش. وبحلول عام 1949، كانت الدراسات الاستقصائية لهذا الخط قد قطعت شوطًا كبيرًا، وبحلول عام 1951، أُنشئت معسكرات البناء وطُلبت المواد اللازمة. وبحلول عام 1954، اكتمل الجزء الأول من الخط، مما سمح بنقل الطاقة من تيكابو أ إلى كرايستشيرش. وساهم جزء ثانٍ يمتد جنوبًا حتى وادي وايتكي في تحسين ظروف الإمداد خلال فصل الشتاء. [ 19 ] بلغت تكلفة خط روكسبيرغ-إزلنغتون حوالي مليون جنيه إسترليني، واكتمل بحلول شتاء عام 1956.  

ملء البحيرة

مع بدء انقطاع التيار الكهربائي في جميع أنحاء الجزيرة الجنوبية بحلول يونيو 1956، طلب وزير الأشغال من المقاولين تركيز جميع الموارد على الأعمال التي من شأنها تسريع عملية ملء البحيرة قدر الإمكان. ولتشجيع العمال، عرضت الحكومة مكافأة قدرها جنيهان إسترلينيان أسبوعيًا بالإضافة إلى جنيه إسترليني واحد يوميًا في حال تم ملء البحيرة قبل 19 أغسطس. [ 20 ] في منتصف ليل 21 يوليو 1956، بدأت عملية ملء البحيرة، وبدأ منسوبها بالارتفاع بمعدل 0.91 متر ( 3 أقدام) في الساعة.  

مع بدء امتلاء البحيرة، بدأت مستويات المياه تتدفق بشكل متزايد من قنوات التصريف خلف ستارة الحقن في الدعامة اليمنى، مما يشير إلى وجود خلل في ستارة الحقن. وخلصت التحقيقات إلى ضرورة إجراء المزيد من عمليات الحقن (والتي استغرقت حوالي أسبوعين) قبل رفع مستوى البحيرة إلى مستواها النهائي. وتقرر السماح للبحيرة بالامتلاء حتى لا تتجاوز قمة المفيض بينما بدأ المقاولون أعمال الحفر وحقن المزيد من الملاط. وفي غضون ذلك، في تمام الساعة 12:30 ظهرًا من يوم 23 يوليو، انطلق قارب سريع يقوده كين هارليويتش ويرافقه ويليس ويذرال من روكسبيرغ إلى الإسكندرية، في أول رحلة بحرية على البحيرة الجديدة. [ 21 ]

بحلول الساعة 11:20 صباحًا من يوم 23 يوليو 1956، امتلأت البحيرة حتى قمة المفيض. [ 22 ] ونظرًا للنقص الحاد في الكهرباء الذي كان يُعاني منه سكان الجزيرة الجنوبية، بدأ تشغيل وحدة التوليد رقم 1 على الفور تحت إشراف المهندس الكهربائي المقيم إريك جوردون "ساندي" ساندلين. [ 21 ] ونظرًا للظروف الطارئة، حضر من المكتب الرئيسي في ويلينغتون كبير مهندسي إدارة الكهرباء المائية الحكومية إم جي "بيل" لاتا، وكبير مهندسي محطة توليد الطاقة دبليو إيه إس سوريدج. [ 21 ] كما حضر أيضًا مدير المحطة المستقبلي إيه روز. [ 21 ] وبمجرد أن تأكد المهندسون من جاهزية الجهاز للخدمة، تم توصيله بالشبكة الوطنية في تمام الساعة السادسة مساءً. وبسبب انخفاض الضغط، اقتصر إنتاج الجهاز على 30 ميغاواط. وبحلول نهاية اليوم التالي، اكتمل تشغيل وحدة التوليد رقم 2 وتم توصيلها أيضًا بالشبكة. سمح ذلك بتشغيل خط الجهد العالي 220 كيلوفولت المؤدي إلى إزلنغتون، حيث كانت هناك حاجة إلى مولدين لتوفير طاقة رد فعل كافية لشحن الخط الطويل. تم تشغيل وحدة التوليد الثالثة في 18 أغسطس 1956، والوحدة الرابعة في 11 ديسمبر 1956. افتُتحت محطة توليد الطاقة رسميًا في 3 نوفمبر 1956 على يد ستانلي غوسمان بحضور 600 مدعو، بالإضافة إلى عدد من عامة الناس. [ 8 ]

بدأ تسليم وحدات التوليد الأربع المتبقية في أواخر عام 1959، حيث تم تشغيل الوحدة 5 في 19 أبريل 1961، والوحدة 6 في 18 أغسطس 1961، والوحدة 7 في 13 مارس 1962، والوحدة 8 في 1 يونيو 1962. [ 23 ]

أدى تشغيل محطة روكسبورغ إلى إزالة الحاجة إلى قيود الطاقة في الجزيرة الجنوبية وضمان فائض في الطاقة لسنوات عديدة.

تكلفة المشروع

في ديسمبر 1947، توقعت الحكومة أن تبلغ تكلفة المشروع 11.5 مليون جنيه إسترليني . وبحلول سبتمبر 1949، عندما تم اختيار الموقع النهائي ونوع السد، ارتفعت التكلفة إلى 17 مليون جنيه إسترليني.

مُنح عقد بقيمة 8.6 مليون جنيه إسترليني لشركة هانين وهولاند وكوبيتس بالاشتراك مع كونراد زشوك. كان هذا العقد قائمًا على تقدير التكلفة المستهدفة ويتضمن بندًا يمنع تكبّد الخسائر. في مايو 1954، أُعيد التفاوض على العقد ليشمل شركة داونر وشركاه كطرف رئيسي. استند العقد الجديد إلى جدول أسعار بقيمة 10.1 مليون جنيه إسترليني.

بلغت التكلفة الإجمالية النهائية للمشروع 24.1 مليون جنيه إسترليني، منها 19.2 مليون جنيه إسترليني للهندسة المدنية، و445 ألف جنيه إسترليني لأعمال الركائز الأساسية والمرحلة الثانية من الأعمال المدنية، و4.5 مليون جنيه إسترليني لشراء وتركيب وتشغيل المولدات الثمانية ومحطة التحويل الخارجية. [ 24 ] وشملت تكلفة الهندسة المدنية 900 ألف جنيه إسترليني كمكافأة للإنجاز المبكر، و35,900 جنيه إسترليني لتسريع البرنامج.

تم إنتاج ما مجموعه 3500 رسم بين وزارة الأشغال العامة، وإدارة الطاقة الكهرومائية الحكومية، والمقاولين لبناء محطة الطاقة.

خدمة

في ديسمبر 1965، تعطل ملف مولد في الوحدة 2، وتلا ذلك سلسلة من الأعطال الأخرى بين عامي 1971 و1973، وفي محاولة لإصلاحها، تم عكس اتجاه اللفات. أُعيد لف الجزء الثابت للوحدات 1 و3 و4 في الفترة من 1975 إلى 1976. [ 25 ]

تم تعديل البوابة رقم 3 عام 1996 والبوابة رقم 2 عام 2001 لتمكين محطة توليد الطاقة من تصريف فيضان تصميمي أقصى مُعزز يبلغ 5700 متر مكعب /ثانية (200000 قدم مكعب /ثانية) . كما تم سد البوابة رقم 1 بالخرسانة. ولتحسين قدرة المنشأة على مقاومة الزلازل، تم استبدال نظام تشغيل بوابة المفيض الأصلي ذي السلسلة الثقيلة والثقل الموازن بنظام هيدروليكي، بينما تم تدعيم الجسر العلوي للسد وخفض أبراج الرافعة.   

في تسعينيات القرن الماضي، تمّت أتمتة أنظمة التحكم في محطة توليد الطاقة، واستُحدثت أنظمة تحكم وحماية جديدة، مما سمح بتقليص عدد الموظفين. ويتمّ الآن التحكم في المحطة من مركز تحكم في محطة كلايد لتوليد الطاقة.

تغييرات الملكية

في عام 1987 تم نقل أصول شركة الكهرباء النيوزيلندية (بما في ذلك روكسبورغ) إلى شركة الكهرباء النيوزيلندية (ECNZ).

في الأول من أبريل عام ١٩٩٦، نُقلت ملكية روكسبيرغ من مؤسسة الكهرباء النيوزيلندية إلى شركة كونتاكت إنرجي ، وهي شركة مملوكة للدولة، والتي انتقلت ملكيتها لاحقًا إلى القطاع الخاص عام ١٩٩٩. ومع انفصال شركة ترانسباور، شُيِّدت غرفة تحكم جديدة في موقع موقف السيارات السابق لإيواء معدات ترانسباور اللازمة لتشغيل معدات النقل. وفي أواخر ثمانينيات القرن الماضي، استُبدلت قواطع الدائرة الأصلية التي تعمل بالهواء المضغوط بقواطع دائرة من نوع سبريتشر آند شوه SF6.

وحدات توليد الطاقة

كان تصميم المولد الأصلي يُكمّل تدفق الهواء الناتج عن عمود المروحة بتدفق هواء يمر عبر الدوار. خلال اختبارات القبول في المصنع، خضع أحد المولدات لاختبار تسخين، ولكن للحفاظ على خسائر مقاومة الهواء والاحتكاك ضمن النسبة المسموح بها وهي 10% فوق القيمة المضمونة، قام المصنّع بإغلاق تدفق الهواء عبر الدوار، مما قلل تدفق الهواء في المولد، مع وجود المبردات في الدائرة المغلقة، إلى 19.5 متر مكعب/ثانية، أي ما يعادل 90% تقريبًا من تدفق التصميم. طُبّق هذا التعديل على جميع المولدات. ونظرًا لضيق الوقت اللازم لتشغيل وحدات التوليد، لم تُجرَ أي اختبارات تسخين، والتي كان من شأنها تحديد تأثير هذا التعديل على درجات حرارة ملفات الجزء الثابت. ونتيجةً لذلك، عملت مولدات روكسبيرغ دائمًا عند درجات حرارة أعلى من معظم مولدات الطاقة الكهرومائية الأخرى في نيوزيلندا. [ 26 ]

كانت الممارسة التقليدية خلال فصل الصيف للتحكم في درجات حرارة المولدات تتمثل في فتح فتحات تهوية المولدات واستخدام قنوات معدلة لتصريف الهواء الساخن خارج المبنى، بالإضافة إلى فتح الباب الرئيسي لمحطة توليد الطاقة وتشغيل مراوح الشفط المثبتة في أعلى الجدار في الطرف الآخر من قاعة الآلات. [ 27 ]

في عام ١٩٩٥، بات من الواضح صعوبة الحفاظ على درجة حرارة ملفات الجزء الثابت ضمن  نطاق التشغيل المُصنّف لها (٦٥ إلى ٧٥ درجة مئوية) عند تشغيلها بأقصى طاقتها خلال أشهر الصيف من يناير إلى أبريل. ونتيجةً لذلك، كان من الضروري خفض قدرة المولدات من ٤٠ ميغاواط إلى ٣٥ ميغاواط. وقد حدّ هذا الخفض من مرونة تشغيل المحطة.

أظهرت التحقيقات أن ارتفاع درجة حرارة ملفات الجزء الثابت كان نتيجة لتلف عازل هذه الملفات، مما قلل من انتقال الحرارة من الموصلات، وتراكم الغبار والزيت على أسطح ملفات الجزء الثابت والمبادل الحراري مما قلل من انتقال الحرارة، بالإضافة إلى ارتفاع درجات حرارة الهواء المحيط ومياه النهر بشكل مستمر خلال فصل الصيف، وتقسيم محطة توليد الطاقة لإدارة مخاطر الحريق، مما قلل من تدفق الهواء عبر المحطة، وكل ذلك تفاقم بسبب نظام تهوية غير فعال للمولد. [ 26 ]

في عام 1997، بدأ العمل بعدم فتح فتحات التهوية خلال فصل الصيف، حيث أن القيام بذلك يؤدي فعلياً إلى إخراج أحد مبردات الهواء الثمانية الموجودة داخل المولد من الدائرة.

شملت التعديلات التي أُجريت لمعالجة مشكلة ارتفاع درجة الحرارة تحسين تدفق الهواء عبر محطة توليد الطاقة، والعودة جزئيًا إلى التصميم الأصلي للتبريد عبر الدوار، وتغيير مسار الماء عبر المبرد والمسافة بين زعانف الأنابيب، وتغيير تصميم قناة الهواء الأساسية، وزيادة حجم المبردات قليلاً. ونتيجةً لذلك، زاد حجم الهواء المتداول داخل الوحدة بنسبة 28% تقريبًا ليصل إلى 25 مترًا مكعبًا في الثانية. [ 25 ] كما اتُخذت خطوات لتحسين تدفق الهواء عبر محطة توليد الطاقة كما هو موضح أدناه.

ابتداءً من عام 2002، تم إجراء عملية تجديد شاملة لجميع وحدات التوليد، والتي تضمنت من بين أعمال أخرى تركيب نوى وملفات جديدة للجزء الثابت، وإعادة عزل أقطاب الدوار، وتجديد دولاب التوربين وبوابات التوجيه، واستبدال حلقة التآكل على عمود التوربين، واستبدال مبردات هواء الجزء الثابت، بالإضافة إلى تجديد أي مكونات ميكانيكية عند الضرورة. [ 25 ]

الحماية من الحرائق

عندما كانت محطة توليد الطاقة مملوكة لشركة NZED، كانت مؤمّنة ذاتيًا. بعد نقل ملكيتها إلى شركة ECNZ المملوكة للدولة في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، أصبح من الضروري الحصول على تغطية تأمينية تجارية. وللحصول على هذا التأمين، كان لا بد من الحد من مخاطر نشوب حريق في المحطة. ونتيجة لذلك، قامت شركة ECNZ، بدءًا من منتصف تسعينيات القرن الماضي، بتحديث أنظمة الحماية من الحرائق في المحطة، وشمل ذلك، للحد من انتشار الدخان أو الحريق، تقسيم المحطة إلى عدة مناطق حريق منفصلة. أدى هذا التقسيم في عام 1995 إلى تركيب حواجز معتمدة لمنع انتشار الحريق، أو استبدال الأبواب الحالية بأبواب مقاومة للحريق، أو تركيب جدران عازلة مزدوجة الجوانب مزودة بأبواب مقاومة للحريق. تم تركيب حاجز عازل بين أرضية الجزء الثابت ومعرض الكابلات على الجانب السفلي من المحطة. وتم تزويد جميع الأبواب بأجهزة إغلاق قابلة للتعديل شديدة التحمل. لسوء الحظ، أدى هذا التقسيم إلى تقييد تدفق الهواء وتسبب في وصول درجات الحرارة خلال فصل الصيف إلى منتصف الثلاثينيات درجة مئوية على أرضية قاعة الآلات ومنتصف الأربعينيات درجة مئوية على أرضية المولدات، وبلغت ذروتها حوالي الساعة 8 مساءً [ 27 ] .

لتحسين تدفق الهواء عبر محطة توليد الطاقة، استُخدمت أسافين مؤقتة لإبقاء أبواب الحريق مفتوحة، لكن هذا الأمر أضرّ بأمن الحريق. وفي عام ١٩٩٩، طُبّق حلّ دائم، حيث استُبدلت الأسافين بمثبتات أبواب كهرومغناطيسية، تعمل بالتزامن مع أجهزة إغلاق أبواب أوتوماتيكية تُبقي الباب مفتوحًا، ولكنها تُغلق الأبواب تلقائيًا عند انطلاق إنذار الحريق أو انقطاع التيار الكهربائي. كما جرى تحسين تهوية أرضية المولد في عام ٢٠٠٢ بتركيب مروحة موجهة لسحب الهواء البارد من قناة تصريف السد. [ ٢٧ ]

محول الربط البيني

في عام 2012، تم استبدال محول الربط الأصلي T10 بقدرة 50 ميجا فولت أمبير (220/110 كيلو فولت) بوحدة جديدة بقدرة 150 ميجا فولت أمبير، مما أزال قيدًا هامًا على تشغيل شبكة ساوثلاند ذات جهد 110 كيلو فولت. كما أدى ذلك إلى إزالة القيد السابق على توليد الطاقة في المحطة عند جهد 110 كيلو فولت، والذي كان يقتصر على 90 ميجا واط، وبالتالي رفع إجمالي إنتاج المحطة إلى 290 ميجا واط.

تصميم

تتألف محطة توليد الطاقة من سد خرساني ثقلي بطول 360 مترًا (1170 قدمًا) وارتفاع 56 مترًا (185 قدمًا) ، يزود ثمانية أنابيب فولاذية محطة توليد الطاقة التي تضم التوربينات بالمياه. تتغير أنابيب التغذية من قسم مدخل مربع الشكل بطول 5.5 متر (18 قدمًا ) إلى قطر 5.5 متر (18 قدمًا) قبل أن تتناقص تدريجيًا إلى 1.4 متر (15 قدمًا) عند دخولها إلى غلاف التوربين الحلزوني. تقع ثلاث بوابات تصريف، وزن كل منها 137 طنًا (135 طنًا)، من إنتاج شركة سير ويليام أرول وشركاه، على الجانب الغربي (الأيمن) من السد. توقع المصممون فيضانًا يحدث مرة كل 500 عام بمعدل 3400 متر مكعب في الثانية (120000 قدم مكعب في الثانية) . ونتيجة لذلك، صُمم مفيض السد بسعة 4200 متر مكعب في الثانية (150000 قدم مكعب في الثانية) .           

في قاعدة المفيض، وُضعت ثلاث بوابات تصريف منخفضة المستوى، وزن كل منها 80 طنًا (81.3 طنًا متريًا)، من إنتاج شركة شتالباو في راينهاوزن بألمانيا، مصممة لتصريف 2300 متر مكعب في الثانية (80000 قدم مكعب في الثانية) . خلال عملية الإنشاء، استُخدمت هذه البوابات لتحويل مجرى النهر عبر قناة تحويل. كان الجزء العلوي من قناة التحويل غير مُبطّن، ويتبع مجرى النهر الطبيعي القديم قبل الوصول إلى المفيض وكتلة بوابات التصريف المنحنية عند المخرج لتوجيه المياه بعيدًا عن محطة التحويل الخارجية. تم تشطيب الأسطح وفقًا لأعلى المعايير لضمان انسيابية تدفق المياه خلال التدفقات المتوسطة والعالية. لاحقًا، تم سد إحدى بوابات التصريف بالخرسانة، ليتبقى فقط البوابتان رقم 2 ورقم 3 قيد الاستخدام.   

قوة جبارة

يتكون الهيكل العلوي لمحطة توليد الطاقة من إطار فولاذي ملحوم مغطى بألواح خرسانية مسبقة الصب . وتمتد رافعتان علويتان، سعة كل منهما 118 طنًا (120 طنًا)، من صنع شركة سير ويليام أرول وشركاه، على طول محطة توليد الطاقة بالكامل، بما في ذلك منطقة التفريغ.

تتوزع معدات التوليد الرئيسية على ثلاثة طوابق: الطابق الرئيسي على ارتفاع 93.4 مترًا (306.5 قدمًا) ، وطابق المولدات على ارتفاع 91 مترًا (297 قدمًا) ، وطابق التوربينات على ارتفاع 87 مترًا (287 قدمًا)، مع وجود ممرات للكابلات على الجانب السفلي تمتد على طول المبنى. وقد حُدِّد مستوى الطابق الرئيسي بناءً على أبعاد التوربينات والمولدات. ونظرًا لأن هذا المستوى يقع أسفل أقصى مستوى للفيضان المُقدَّر وقت التصميم بـ 96 مترًا (315 قدمًا)، فقد تم عزل محطة توليد الطاقة وورشة العمل ضد تسرب المياه حتى هذا المستوى. ونتيجةً لذلك، وُضِعت النوافذ في مستوى مرتفع، والأبواب على مستوى 97 مترًا (318 قدمًا) . [ 3 ]          

يقع رصيف التفريغ في الطرف الغربي من محطة توليد الطاقة، وهو مفتوح على قاعة الآلات ولكنه مرتفع حوالي ثلاثة أمتار فوق الطابق الرئيسي، وتحته توجد مفاتيح التوزيع الكهربائية بجهد 400 فولت على مستوى الطابق الرئيسي، وتحتها توجد مجموعات التوليد المساعدة على أرضية المولدات. [ 3 ]

المستوى الأدنى هو نفق التصريف على عمق 257 قدمًا (78 مترًا) والذي يمتد على طول محطة توليد الطاقة ويوفر الوصول إلى أنابيب السحب. [ 3 ]  

تقع محولات المولد في الهواء الطلق على منصة فوق قناة التصريف على ارتفاع 318 قدمًا (97 مترًا) .  

وحدات توليد الطاقة

يُشغّل كل مفيض توربين فرانسيس من إنتاج شركة دومينيون إنجينيرينغ الكندية. تبلغ السرعة الاسمية للتوربينات 136.4 دورة في الدقيقة، مع سرعة قصوى مضمونة عند التشغيل التلقائي تبلغ 252 دورة في الدقيقة. تبلغ القدرة المقدرة للتوربينات 56,000  حصان عند ارتفاع صافٍ قدره 148  قدمًا (13.7 مترًا)، وتستهلك 101.2 مترًا مكعبًا في الثانية (3,575 قدمًا مكعبًا في الثانية) من الماء عند الحمل الكامل. يزن كل توربين 28 طنًا ويبلغ قطره 12 قدمًا و10 بوصات (1.2 مترًا). يتم التحكم في سرعة كل توربين بواسطة منظم سرعة من إنتاج شركة وودوارد، مثبت على أرضية المولد. تقع وحدات التوليد على مسافة 50 قدمًا (15 مترًا) بين مراكزها. يرتبط كل توربين مباشرةً بمولد متزامن مخصص ذي 44 قطبًا وجهد 11 كيلوفولت، من إنتاج شركة بريتيش تومسون-هيوستن (BTH). تبلغ قدرة كل مولد 44.44 ميجا فولت أمبير بمعامل قدرة 0.9، ويبلغ وزنه الإجمالي 362 طنًا، منها 185 طنًا للدوار. يُغلف كل مولد بهيكل خرساني ثماني الأضلاع سميك الجدران، ويحتوي كل هيكل على مدخل هواء تعويضي في كل زاوية من زواياه العلوية. يتم تبريد المولدات بالهواء بواسطة مراوح في أعلى وأسفل الدوار، بينما تعمل مشعات التبريد المائي الموجودة في كل زاوية من زوايا حوض المولد على إزالة الحرارة من الهواء. [ 3 ]      

يتم توصيل مخرج كل وحدة توليد بثلاثة محولات توليد أحادية الطور، نصفها من إنتاج شركة فيرانتي والنصف الآخر من إنتاج شركة جنرال إلكتريك الكندية . [ 1 ] تحتوي جميعها على ملفين ثانويين متساويين، مما يسمح بضبطها لتوفير جهد 110 كيلوفولت أو 220 كيلوفولت. تتصل وحدات التوليد من 1 إلى 5 بنظام 220 كيلوفولت، بينما تتصل الوحدات من 6 إلى 8 بنظام 110 كيلوفولت. تقع المحولات على منصة فوق أنبوب السحب. يزن كل محول 59 طنًا عند امتلائه بالزيت. من المحولات، تنقل الموصلات العلوية الطاقة عبر قناة التصريف إلى محطة تحويل خارجية.

تم تسليم وحدات التوليد بكفاءة مضمونة تبلغ 92.2% عند ثلاثة أرباع الحمل للتوربينات، و97.36% عند ثلاثة أرباع الحمل، و97.67% عند الحمل الكامل، مع كفاءة إجمالية تبلغ 89.77% عند ثلاثة أرباع الحمل. [ 28 ]

تم ربط نظامي الجهد 110 كيلوفولت و220 كيلوفولت بواسطة محول ربط بقدرة 50 ميجا فولت أمبير، مُورّد من شركة براون بوفيري. كما تم توريد قواطع الدائرة الخارجية للجهد 220 كيلوفولت و110 كيلوفولت من شركة براون بوفيري، وكانت من نوع قواطع الهواء المضغوط.

مصدر طاقة مساعد

لضمان وجود مصدر طاقة احتياطي موثوق لمحطة توليد الطاقة، تم تركيب وحدتي توليد احتياطيتين أسفل رصيف التفريغ، وتغذيتهما من أنبوب مشترك بقطر 0.27  متر (3 أقدام) وطول 22.6  متر (243 قدمًا) يمتد من أعلى السد. تحتوي كل وحدة على  توربين فرانسيس أفقي بقدرة 765 حصانًا، من إنتاج شركة دريس وشركاه الألمانية الغربية، والذي يدير، عبر دولاب موازنة، مولدًا كهربائيًا بقدرة 625 كيلو فولت أمبير وجهد 400 فولت من إنتاج شركة جنرال إلكتريك. عند التحميل الكامل، تستهلك كل وحدة 0.165 متر مكعب /ثانية (5.82 قدم مكعب /ثانية) من الماء.   

تم تحديث وحدات التوليد المساعدة بتكلفة تتراوح بين 2.5 و 3 ملايين دولار نيوزيلندي في عام 2017. [ 29 ]

بحيرة روكسبورغ

تمتد بحيرة روكسبورغ ، التي تشكلت خلف السد، لمسافة تقارب 30 كيلومترًا (19 ميلًا) باتجاه بلدة ألكسندرا . 

عملية

تخضع عملية تشغيل محطة توليد الطاقة لمتطلبات ستة تراخيص استخدام موارد تنتهي صلاحيتها في عام 2042. [ 30 ] وتتطلب هذه التراخيص حداً أدنى للتصريف يبلغ 250 متر مكعب /ثانية (8800 قدم مكعب /ثانية) من محطة توليد الطاقة. [ 31 ]   

مع بدء تشغيل محطة روكسبيرغ، حُصرت الرواسب التي كانت تتدفق سابقًا مع نهر كلوثا خلف السد. وبدأت عمليات مسح دورية في عام 1961 لمراقبة هذه الرواسب. وبحلول عام 1979، ارتفع متوسط ​​مستوى قاع النهر أسفل جسر ألكسندرا بمقدار 3.6 متر منذ إنشاء البحيرة في عام 1956. [ 32 ] أدى اكتمال محطة كلايد لتوليد الطاقة في عام 1992 إلى تقليل تدفق الرواسب من نهر كلوثا، مما جعل نهر مانوهيريكيا المصدر الرئيسي. دفعت الفيضانات التي حدثت في أعوام 1979 و1987 و1994 و1995 العديد من سكان ألكسندرا إلى الضغط على مالكي محطة روكسبيرغ لتوليد الطاقة لتحسين إدارة تراكم الرواسب. وتسبب فيضان كبير في عام 1999 في غمر أجزاء كبيرة من المنطقة التجارية الرئيسية في ألكسندرا. وقد دفع هذا شركة "كونتاكت إنرجي" والحكومة إلى شراء العقارات المتضررة من الفيضانات وحقوق المرور على الأراضي المتضررة، بالإضافة إلى بناء سدٍّ واقٍ من الفيضانات. كما أطلقت "كونتاكت إنرجي" برنامجًا لخفض مستوى البحيرة أثناء الفيضانات في محاولة لنقل الرواسب المتراكمة إلى أسفل مجرى النهر.

بين عامي 1956 و1979، بلغ الحد الأقصى لمستوى تشغيل بحيرة روكسبيرغ 132.6 مترًا قبل أن يُخفض إلى 132 مترًا. وفي ديسمبر 2009، منحت هيئة أوتاغو الإقليمية شركة كونتاكت إنرجي الإذن بالعودة إلى مستوى التشغيل الأقصى البالغ 132.6 مترًا. [ 2 ] من شأن ذلك أن يزيد كمية الكهرباء التي يمكن لمحطة توليد الطاقة توليدها. وعندما نُظر في طلب كونتاكت إنرجي في أكتوبر 2009، تلقّت الهيئة 14 ردًا، ثمانية منها معارضة، وخمسة مؤيدة، وواحد محايد. وجاءت الموافقة على زيادة مستوى التشغيل بشروط تضمن توافق تدفق تصريف محطة توليد الطاقة مع تدفقات الفيضانات الطبيعية. فعندما يصل التدفق إلى 700 متر مكعب /ثانية (25000 قدم مكعب /ثانية) ، يجب خفض مستوى بحيرة روكسبيرغ إلى أقل من 132 مترًا، إما عن طريق تقليل كمية المياه المُصرّفة من محطة كلايد لتوليد الطاقة أو زيادة التدفق عبر محطة روكسبيرغ لتوليد الطاقة. وتناولت شروط أخرى تخفيف الآثار على المناطق الترفيهية ومسارات المشي، بالإضافة إلى البروتوكولات التي يجب اتباعها في حالة العثور على قطع أثرية تاريخية. [ 2 ]   

منذ عام 2012، تم تنفيذ برنامج لاصطياد ونقل صغار ثعابين البحر حول محطة توليد الطاقة. تقرير عام 2016

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 تشاندلر وهول. الصفحات 159-168.
  2. 1 2 3 فان كيمبن، ليندا (11 ديسمبر 2009). "شركة كونتاكت إنرجي تحصل على ترخيص لرفع مستوى بحيرة روكسبيرغ" . صحيفة أوتاغو ديلي تايمز . دنيدن . تاريخ الاطلاع: 22 أبريل 2019 .
  3. 1 2 3 4 5 6 هيتشكوك وروثمان.
  4. 1 2 إيلام.
  5. "مخطط روكسبيرغ" . صحيفة أوتاغو ديلي تايمز . دنيدن. 24 ديسمبر 1947. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2019 .
  6. 1 2 إليس وروبنسون. الصفحة 78.
  7. سميث. الصفحات 163، 164.
  8. 1 2 3 مارتن. الصفحات 268-276
  9. إليس وروبنسون. الصفحة 153.
  10. 1 2 3 4 5 فايف، آر جيه (يونيو 1957)، "نقل المعدات الكهربائية الثقيلة"، الهندسة النيوزيلندية ، 12 ( 6): 182-193
  11. 1 2 3 4 5 كوان، دبليو. جيه. (2010). السكك الحديدية إلى روكسبيرغ: قصة سكة حديد إقليمية . دنيدن: مطبعة مولينو. ص 120-126 . ISBN  9780473148102.
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 سميث. الصفحات 236-239.
  13. إليس وروبنسون. الصفحة 77.
  14. إليس وروبنسون. الصفحتان 80 و160.
  15. إليس وروبنسون. الصفحة 84.
  16. رايلي. الصفحة 115.
  17. إليس وروبنسون. الصفحات 85-87.
  18. إليس وروبنسون. الصفحة 97.
  19. رايلي. الصفحة 130.
  20. إليس وروبنسون. الصفحة 98.
  21. ١ ٢ ٣ ٤ "الطاقة من روكسبيرغ في شبكة الجزيرة الجنوبية: أول مولد يدخل الخدمة بعد التجربة، وثاني مولد يعمل اليوم". صحيفة أوتاغو ديلي تايمز . دنيدن. ٢٤ يوليو ١٩٥٦.
  22. إليس وروبنسون. الصفحة 99.
  23. كتيب محطة روكسبورغ لتوليد الطاقة 10100A-8,000/4/78PT ، ويلينغتون: إدارة الكهرباء النيوزيلندية، 1978
  24. إليس وروبنسون. الصفحتان 160 و161.
  25. 1 2 3 ماكدونالد، كولين م (1 سبتمبر 2007). "نظرة استرجاعية على أعطال المولدات" . عالم الطاقة المتجددة . تم الاطلاع عليه في 22 أبريل 2019 .
  26. 1 2 ليدل، ب.؛ تاكر، أ.؛ هانتسمان، إ.؛ ماندرز، م.؛ ماكدونالد، س. (10 ديسمبر 2001). إعادة تصميم شفرات مروحة الدوار لتحسين تبريد مولدات روكسبيرغ الكهرومائية (ملف PDF) . أديلايد: المؤتمر الأسترالي الآسيوي الرابع عشر لميكانيكا الموائع. جامعة أديلايد . تاريخ الاسترجاع: 22 أبريل 2019 .
  27. 1 2 3 ماكدونالد، كولين م (1 مارس 2007). "نظام الإغلاق التلقائي لأبواب الحريق في محطة توليد الطاقة" . عالم الطاقة المتجددة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2019 .
  28. إليس وروبنسون. الصفحة 120.
  29. "تحديث مولدات إمداد محطة الطاقة" . صحيفة أوتاغو ديلي تايمز . دنيدن. 14 أكتوبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2019 .
  30. "تقرير عن السدود الكهرومائية في نيوزيلندا وممرات الأسماك" (ملف PDF) . شركة LMK للاستشارات المحدودة. 10 أكتوبر 2014. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 26 يناير 2018. تم الاطلاع عليه في 22 أبريل 2019 .
  31. "2001.394.V1؛ تصريح تصريف المياه" . مجلس أوتاغو الإقليمي المحدود. 29 مارس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أبريل 2019 .
  32. إليس وروبنسون. الصفحة 200.

مراجع

  • كالفيرت، آر جيه (1975)، "تاريخ وخلفية مخططات كلوثا"، مجلة علم المياه (نيوزيلندا) ، 14 (2): 76-82 ، JSTOR 43944344 
  • تشاندلر، بيتر م.؛ هول، رون س. (1986). ليكن نور: تاريخ بولينديل وتوليد الطاقة الكهربائية في وسط أوتاغو . ألكسندرا: سنترال أوتاغو نيوز المحدودة. ISBN 0-473-00344-9.
  • إيلام، سي إتش (ديسمبر 1957)، "الهندسة المدنية لمشروع روكسبيرغ للطاقة"، مجلة الهندسة النيوزيلندية ، 12 ( 12): 408-419
  • إليس، ديفيد؛ روبنسون، جون (2012). تاريخ مشروع روكسبيرغ للطاقة - سدان على نهر كلوثا . ويلينغتون: ديفيد ج. إليس. ISBN 978-0-473-20922-3.
  • هيتشكوك، إتش سي؛ روثمان، إس. (يوليو 1956)، "معدات محطة روكسبورغ للطاقة"، الهندسة النيوزيلندية ، 11 ( 7): 214-231
  • مارتن، جون إي.، محرر. (1991). الناس، والقوة، ومحطات توليد الطاقة: توليد الطاقة الكهربائية في نيوزيلندا 1880-1990 . ويلينغتون: بريدجيت ويليامز بوكس ​​المحدودة ومؤسسة الكهرباء النيوزيلندية. ISBN 0-908912-16-1.
  • بفينينجر، آر جيه جيه (مارس 1956)، "إغلاق مجرى النهر عند الطرف العلوي لأساس السد"، الهندسة النيوزيلندية ، 11 ( 3): 68-70
  • رايلي، هيلين (2008). ربط البلاد: الشبكة الوطنية لنيوزيلندا 1886-2007 . ويلينغتون: ستيل روبرتس. ISBN 978-1-877448-40-9.
  • شيريدان ، ماريون (1995). سكان السد – نهاية حقبة . Twizel: مطبعة شيريدان. رقم ISBN 0-473-03402-6.
  • سميث، جاك (2014). لا توجد مهمة صعبة للغاية: تاريخ شركة فليتشر للإنشاءات، المجلد الثاني: 1940-1965 . ويلينغتون: ستيل روبرتس. ISBN 978-1-927242-36-0.